三軸攪拌樁的工藝原理及監(jiān)理要點(diǎn)

俞 婷

(太原市建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)督站，山西太原 030009)

隨著水泥土攪拌機(jī)械的研發(fā)與進(jìn)步，三軸水泥土攪拌樁以其更可靠的支護(hù)與止水效果、更快的施工速度、更強(qiáng)的可操作性等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用在工程難度較大、施工要求高的基坑截水帷幕、被動(dòng)土加固、插芯形成新的增強(qiáng)體等工程中。

1 三軸水泥土攪拌樁的工藝原理

三軸水泥土攪拌樁的原理，是以水泥系材料作為固化劑，通過攪拌機(jī)械采用噴漿施工將固化劑和地基土強(qiáng)行拌和，利用固化劑和地基土之間產(chǎn)生的一系列反應(yīng)，使軟土硬結(jié)成具有足夠的強(qiáng)度和變形模量的水泥土。將水泥系材料和原狀土強(qiáng)行攪拌的施工技術(shù)，近年來(lái)得到大力發(fā)展和改進(jìn)，加固深度和攪拌均勻性、隔水效果均得到提高，大功率的三軸攪拌機(jī)加固深度可達(dá)到25 m～30 m，三軸攪拌樁得到了廣泛應(yīng)用。三軸攪拌機(jī)由多軸裝置和鉆具組成，鉆桿螺旋推進(jìn)翼相間設(shè)置，兩軸同向旋轉(zhuǎn)噴漿，中軸逆向高壓噴氣，在反復(fù)進(jìn)行的鉆掘和攪拌過程中，將一定深度內(nèi)的地基土和由鉆頭噴出的水泥漿、壓縮空氣進(jìn)行就地強(qiáng)制充分?jǐn)嚢?，在各施工單元間采取套接一孔法施工，墻體全長(zhǎng)無(wú)接縫。由于中軸噴出的高壓氣體在土中逆向翻轉(zhuǎn)，使拌合后的水泥土更加均勻，比傳統(tǒng)的水泥土墻體加固和止水效果更優(yōu)。在砂性土中宜用螺旋葉片式為主的攪拌鉆機(jī)，粘性土中宜用葉片式為主的攪拌鉆機(jī)，砂礫土中宜用螺旋式攪拌鉆機(jī)。施工中應(yīng)根據(jù)成樁深度、作業(yè)環(huán)境、地質(zhì)條件等選用不同功率和型號(hào)的三軸攪拌機(jī)，其配套樁架的參數(shù)須與三軸攪拌樁機(jī)的提升能力及成樁深度相匹配。三軸攪拌機(jī)械施工效率高，相對(duì)單軸或雙軸攪拌機(jī)械大大縮短了施工工期，安全可靠，對(duì)于進(jìn)度要求緊和質(zhì)量要求高的工程，此法施工特別有效。

2 三軸水泥土攪拌樁的監(jiān)理要點(diǎn)

目前，國(guó)內(nèi)的三軸攪拌樁大多采用國(guó)產(chǎn)的輕型機(jī)械施工，機(jī)械的裝置較為簡(jiǎn)陋，施工質(zhì)量的保證很大程度上取決于機(jī)組人員的素質(zhì)和責(zé)任心;另外，三軸攪拌樁屬于地下隱蔽工程，對(duì)樁身的質(zhì)量控制難度較大，需待基坑開挖后才能檢驗(yàn)。因此，加強(qiáng)全過程的施工監(jiān)理是控制施工質(zhì)量的一個(gè)重要手段。下面從幾個(gè)方面闡述三軸水泥土攪拌樁施工質(zhì)量控制的監(jiān)理要點(diǎn)。

2.1 施工準(zhǔn)備階段的監(jiān)理要點(diǎn)

為確保三軸攪拌樁的施工質(zhì)量，在施工準(zhǔn)備階段應(yīng)做好以下監(jiān)控工作:1)施工開始前，認(rèn)真熟悉設(shè)計(jì)圖紙、理解設(shè)計(jì)意圖，參加建設(shè)單位主持的圖紙會(huì)審和設(shè)計(jì)交底會(huì)議;結(jié)合地質(zhì)勘探報(bào)告的內(nèi)容，了解工程地質(zhì)和水文地質(zhì)特點(diǎn)、土層分布和地下水位情況。2)組織施工方對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)地勘察，收集與工程有關(guān)的一切資料，了解清楚場(chǎng)地及毗鄰區(qū)域內(nèi)的障礙物、地下管線、相鄰建筑物和構(gòu)筑物等情況。3)審查施工方報(bào)送的施工組織設(shè)計(jì)，主要對(duì)施工參數(shù)、各項(xiàng)保證措施、進(jìn)度計(jì)劃、現(xiàn)場(chǎng)施工平面布置圖、樁位施工布置圖(含樁號(hào)、樁機(jī)號(hào)、樁機(jī)工作走向及起始位置等)進(jìn)行審核。4)審核施工方的管理體系是否完善，人員配備是否到位，特種作業(yè)人員是否持證上崗。為確保樁位準(zhǔn)確和樁體質(zhì)量，按照施工工藝特點(diǎn)，在測(cè)量放線上必須配有專業(yè)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)的測(cè)量員，在漿液配制和深層攪拌樁施工等重要環(huán)節(jié)上必須有專門質(zhì)檢人員。5)總監(jiān)理工程師組織編制監(jiān)理實(shí)施細(xì)則和旁站方案，明確工作程序和各項(xiàng)制度、控制措施和監(jiān)控要點(diǎn)。6)復(fù)核施工測(cè)量控制網(wǎng)，定出軸線、高程控制點(diǎn)及保護(hù)措施。7)正式施工前要進(jìn)行試成樁，以確定實(shí)際的成樁工藝、技術(shù)參數(shù)和施工部署。水泥漿液的水灰比、攪拌機(jī)的提升和下沉速度、注漿量是施工中需要嚴(yán)格控制的參數(shù)。8)施工前認(rèn)真組織好監(jiān)理交底，提前進(jìn)行告知和要求。就監(jiān)理程序、監(jiān)理方式、質(zhì)量控制點(diǎn)、驗(yàn)收方法、各工藝技術(shù)要求等，向施工方進(jìn)行監(jiān)理交底，便于今后的管理和控制。

2.2 施工過程中的監(jiān)理要點(diǎn)

施工中監(jiān)理工程師嚴(yán)格按照經(jīng)批準(zhǔn)的施工方案對(duì)各項(xiàng)施工參數(shù)(樁位及垂直度、水灰比、噴漿量、壓力、下沉提升速度等)進(jìn)行質(zhì)量控制。對(duì)每根樁的施工情況和工藝參數(shù)進(jìn)行認(rèn)真記錄。根據(jù)土質(zhì)和水文情況提醒施工方及時(shí)調(diào)整噴射參數(shù)以達(dá)到良好的效果。主要控制:

1)施工場(chǎng)地須平整，清除地上與地下的障礙物，開機(jī)前須調(diào)試，保證樁機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)和輸漿管暢通。

2)樁機(jī)就位后必須復(fù)測(cè)與校正，樁位偏差不得大于50mm。保持樁機(jī)底盤的水平和立柱導(dǎo)向架的垂直，控制樁身垂直度不大于1%。

3)三軸攪拌樁采取套接一孔施工，由于三軸攪拌樁對(duì)土體壓力較大，容易發(fā)生竄漿，影響鄰孔的質(zhì)量，樁施打順序通常采用間隔跳打法施工，該法適用于N值50以下的土層，見圖1。

圖1 跳打方式施工順序

對(duì)于N值50以上非常密實(shí)的土層及N值50以下但夾有φ100mm以上卵石的砂礫層，施工時(shí)可用大功率減速機(jī)的螺旋鉆孔機(jī)先鉆孔，局部疏松和搗碎地層，然后再用上述間隔跳打法施工。

4)控制好樁機(jī)的下沉速度以及提升速度，防止出現(xiàn)夾心層或者斷漿情況。下攪與上提噴漿時(shí)的攪拌效果與鉆頭的鉆速有關(guān)，應(yīng)確保土體任何一點(diǎn)均能經(jīng)過20次以上的攪拌。下攪噴漿的速度應(yīng)控制在0.5m/min～1.0m/min，上提噴漿的速度應(yīng)控制在1.0m/min～2.0m/min。鉆桿需勻速旋轉(zhuǎn)、提升，確保樁體連續(xù)、均勻。鉆頭達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高后，不能立即提升，應(yīng)繼續(xù)攪拌并噴漿1min～2min，確保水泥漿與土充分拌和。

5)控制單樁水泥漿用量，檢查方法:查看配漿室數(shù)控儀、流量計(jì)、壓力表及記錄水泥漿桶數(shù)。水泥漿液嚴(yán)格按預(yù)定配合比制作，水泥漿攪拌時(shí)間不少于3min，壓漿應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，不可中斷。噴射過程中用的泥漿隨制隨用，防止水泥漿沉淀?？刂坪盟酀{比重，利用水灰比換算出水泥漿比重，采用比重計(jì)現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)。

6)樁徑控制:三軸水泥土攪拌樁的樁徑是靠每個(gè)攪拌軸下部的葉片長(zhǎng)度來(lái)控制的，因此監(jiān)理每班應(yīng)對(duì)葉片磨損后的長(zhǎng)度進(jìn)行尺量檢查，若發(fā)現(xiàn)葉片磨損嚴(yán)重時(shí)，必須要求施工人員加焊接長(zhǎng)。當(dāng)發(fā)現(xiàn)葉片在土中攪拌脫落時(shí)，也必須要求施工人員補(bǔ)焊。

7)樁與樁搭接的要求:樁與樁搭接時(shí)間不應(yīng)大于12 h;不論何種原因超過12 h，則在第二根樁施工時(shí)增加注漿量20%，同時(shí)減慢提升速度;如因相隔時(shí)間太長(zhǎng)致使第二根樁無(wú)法搭接而出現(xiàn)冷縫，則在冷縫處采取局部補(bǔ)樁或注漿措施。

8)在三軸攪拌樁施工過程中出現(xiàn)壓力驟降、上升或大量冒漿等異常現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)查明產(chǎn)生原因并及時(shí)采取措施，故障排除后方可繼續(xù)施工。

9)施工中出現(xiàn)下述情況時(shí)，監(jiān)理工程師報(bào)業(yè)主同意后下達(dá)停工令:a.使用沒有產(chǎn)品質(zhì)量合格證的工程材料，或擅自替換、變更工程材料;b.施工中出現(xiàn)質(zhì)量及安全異常情況，經(jīng)監(jiān)理提出后施工方仍不采取改進(jìn)措施，或采取措施不力，未能糾正者;c.對(duì)已發(fā)生事故未進(jìn)行處理和提出有效的改進(jìn)措施就繼續(xù)作業(yè)。

施工方必須對(duì)存在的問題認(rèn)真整改，然后填寫復(fù)工申請(qǐng)，經(jīng)監(jiān)理工程師審查同意，方可簽發(fā)復(fù)工令。

3 結(jié)語(yǔ)

三軸攪拌樁能有效地增強(qiáng)基坑支護(hù)體系穩(wěn)定性、控制基坑變形，有效遏制基坑降水對(duì)基坑周邊環(huán)境的影響，在基坑加固、止水帷幕等方面應(yīng)用越來(lái)越廣，因此，施工質(zhì)量的監(jiān)控尤其凸顯。在具體的工程實(shí)際中，把握好施工準(zhǔn)備階段與施工過程中的監(jiān)理要點(diǎn)，認(rèn)真做好監(jiān)理工作，是確保工程質(zhì)量的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。同時(shí)，三軸攪拌樁施工需要各管理層的重視才能得到有效的保證，施工人員也要提高認(rèn)識(shí)和業(yè)務(wù)水平，重視施工全過程質(zhì)量的控制，才能有效地保證其加固與隔水效果。

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［2］胡海濤.三軸攪拌樁在軟土地基基坑圍護(hù)中的應(yīng)用［J］.江西建材，2014(46):21.

［3］鄭文雄，劉海濤，聶軍洲.水泥土攪拌樁施工工藝及質(zhì)量控制［J］.水利科技與經(jīng)濟(jì)，2013(113):86.